[发明专利]一种基于激光雷达的无人机实时成像避障系统与方法

摘要

本发明公开了一种基于激光雷达的无人机实时成像避障系统与方法，其系统包括机载子系统和设置与地面子系统；机载子系统包括数据采集模块、第一通讯模块和避障控制模块；数据采集模块用于进行无人机实时数据采集；数据采集模块的输出端与第一通讯模块连接，第一通讯模块分别与避障控制模块和地面子系统连接；地面子系统包括第二通讯模块和数据处理模块；第二通讯模块的一端通过无线网络与机载子系统的第一通讯模块连接，另一端与数据处理模块连接。本发明通过采集无人机的实时数据发送给地面子系统，进而构建虚拟三维场景进行数据分析，根据分析结果生成避障命令再传输给机载子系统进行避障控制，实现了无人机的准确避障，保障了无人机的正常巡航工作。

主权项

1.一种基于激光雷达的无人机实时成像避障系统，其特征在于：包括机载子系统和设置与地面子系统；所述的机载子系统包括数据采集模块、第一通讯模块和避障控制模块；所述的数据采集模块用于进行无人机实时数据采集；数据采集模块的输出端与第一通讯模块连接，第一通讯模块分别与避障控制模块和地面子系统连接；所述的地面子系统包括第二通讯模块和数据处理模块；第二通讯模块的一端通过无线网络与机载子系统的第一通讯模块连接；第二通讯模块的另一端与数据处理模块连接；所述的数据处理模块包括三维场景构建单元、数据分析单元和避障命令生成单元；三维场景构建单元用于根据数据采集模块得到的信息构建虚拟三维场景；数据分析单元用于根据构建的虚拟三维场景进行数据分析；避障命令生成单元用于根据分析结果生成避障命令，并将避障命令通过第二通讯模块发送给机载子系统，由机载子系统中的避障控制模块实现避障控制；所述的数据采集模块包括激光雷达单元、定位单元、摄像单元和倾角测量单元；所述的定位单元用于实时采集无人机定位信息；激光雷达单元用于实时采集无人机和障碍物的距离信息；摄像单元用于实时采集无人机周围的场景图像；倾角测量单元用于实时采集无人机飞行方向与水平面的夹角信息；所述的激光雷达单元包括激光发射器、激光接收器、时间计数器和距离计算子单元；激光发射器对探测激光进行发射、激光接收器用于对障碍物反射的激光接收；时间计数器用于记录激光发射到激光接收所用的时间；距离计算子单元用于根据时间计数器的计数结果计算无人机与障碍物的实时距离信息。